基于Google Maps的溢油點(diǎn)與應(yīng)急設(shè)備間的行程導(dǎo)航設(shè)計(jì)

周蓉 徐海東 馬強(qiáng) 李光正 王鴻鵬

摘要

本文通過(guò)介紹Google Maps的功能及使用方法，以威海港及周邊港口為例，設(shè)計(jì)基于Google Maps的溢油點(diǎn)與應(yīng)急設(shè)備間的行程導(dǎo)航，實(shí)時(shí)顯示溢油點(diǎn)與周?chē){(diào)集的應(yīng)急設(shè)備行程狀況，為及時(shí)調(diào)集溢油應(yīng)急設(shè)備提供導(dǎo)航，并進(jìn)行應(yīng)急設(shè)備達(dá)到時(shí)間的估算，最終為溢油應(yīng)急處理決策的制定提供及時(shí)有效的信息。

【關(guān)鍵詞】溢油 Google Maps 導(dǎo)航

1 引言

隨著航運(yùn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，中國(guó)近海溢油事故在近幾十年中不斷發(fā)生，在發(fā)生事故以后，如何以最大限度減少海上溢油造成的污染，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，已經(jīng)成為日益迫切的社會(huì)問(wèn)題。隨著國(guó)內(nèi)外科研院所及各港口對(duì)溢油事故及應(yīng)急反應(yīng)的不斷重視，溢油相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)不斷成熟，目前已經(jīng)研究成型的絕大部分溢油軟件系統(tǒng)主要以模擬溢油行為、歸宿為主，技術(shù)較為成熟，模擬結(jié)果的精度和可信度較高，但針對(duì)溢油應(yīng)急設(shè)備的配優(yōu)化、溢油應(yīng)急處理所需設(shè)備調(diào)集預(yù)測(cè)和行程導(dǎo)航設(shè)計(jì)等還缺少實(shí)質(zhì)性研究。

本文研究立足于威海轄區(qū)的海上溢油和岸線保護(hù)，其中包括威海港、石島港、煙臺(tái)港等周邊港口，設(shè)計(jì)基于Google Maps實(shí)時(shí)顯示溢油點(diǎn)與周?chē){(diào)集的應(yīng)急設(shè)備行程狀況，為及時(shí)調(diào)集溢油應(yīng)急設(shè)備提供導(dǎo)航，并進(jìn)行應(yīng)急設(shè)備到達(dá)時(shí)間及距離的估算，為溢油應(yīng)急處理決策的制定提供及時(shí)有效的信息。

2 Google Maps簡(jiǎn)介

Google Maps是Google公司提供的電子地圖服務(wù)，該地圖服務(wù)根據(jù)用戶(hù)需求可提供三種不同形式的地圖：矢量地圖、衛(wèi)星照片和地形視圖。通過(guò)對(duì)地圖進(jìn)行編輯，可以進(jìn)行商戶(hù)查找、地圖查看、公交查詢(xún)和駕車(chē)導(dǎo)航等，從而幫助開(kāi)發(fā)者打造個(gè)性化的地圖應(yīng)用站點(diǎn)。圖1為Google Maps矢量地圖和衛(wèi)星地圖地圖示例。

Google Maps為代表的地圖服務(wù)的推出開(kāi)創(chuàng)了全球地理信息服務(wù)新的開(kāi)端，其具有操作簡(jiǎn)單、地圖預(yù)生成、分析功能強(qiáng)大、開(kāi)發(fā)成本低、數(shù)據(jù)及時(shí)更新等特點(diǎn)。2005年Google對(duì)外提供了便于二次開(kāi)發(fā)的開(kāi)放式地圖服務(wù)應(yīng)用程序接口（Google Maps API），使Google Maps的地圖服務(wù)更好的服務(wù)于不同領(lǐng)域用戶(hù)，使用過(guò)程中開(kāi)發(fā)者通過(guò)在Google地圖服務(wù)基礎(chǔ)上使用Java Script腳本語(yǔ)言調(diào)用這些API將Google方便嵌入到Web、Android和iOS應(yīng)用中，并進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)拓展，如給地圖添加相應(yīng)標(biāo)注、覆蓋物及路徑，響應(yīng)用戶(hù)的點(diǎn)擊動(dòng)作等，以達(dá)到滿(mǎn)足各行業(yè)及個(gè)人具體需求的目的。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于Google Maps的溢油點(diǎn)與應(yīng)急設(shè)備間的行程導(dǎo)航設(shè)計(jì)是基于GIS與Google Maps的溢油應(yīng)急設(shè)備智能系統(tǒng)的一部分，也是基于GIS與物聯(lián)網(wǎng)的船舶海上溢油污染智能檢測(cè)與控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)性工作。主要以威海港及周邊港口為研究對(duì)象，在發(fā)生溢油事故時(shí)，能夠通過(guò)系統(tǒng)顯示溢油海域周邊港口應(yīng)急設(shè)備到溢油港口行程及導(dǎo)航時(shí)間，通過(guò)與溢油設(shè)備智能知識(shí)庫(kù)相結(jié)合，形成較完善的溢油智能應(yīng)急系統(tǒng)，為溢油污染處理提供知識(shí)策略，為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供支持和保障。研究?jī)?nèi)容在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能中的作用如圖2所示。

本文利用Google Maps的地理信息服務(wù)功能，在記事本環(huán)境或者Dream weaver環(huán)境中，采用Java Script語(yǔ)言添加相應(yīng)用戶(hù)程序，創(chuàng)建自己需要的用戶(hù)界面，然后通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或廣域網(wǎng)進(jìn)行操作，客戶(hù)端瀏覽器通過(guò)HTTP協(xié)議發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器接受請(qǐng)求后，執(zhí)行Java Script腳本語(yǔ)言，最后將后臺(tái)數(shù)據(jù)結(jié)果返回給客戶(hù)端瀏覽器上的用戶(hù)界面，用戶(hù)可以在相應(yīng)界而中進(jìn)行操作，以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)需求。

主要利用Google Maps API的疊加、事件控制和控件集來(lái)實(shí)現(xiàn)溢油應(yīng)急設(shè)備調(diào)集行程導(dǎo)航：

（1）疊加：地圖上有經(jīng)緯坐標(biāo)的對(duì)象集合，會(huì)隨鼠標(biāo)拖動(dòng)或縮放地圖而移動(dòng)；

（2）事件：使用onChangeHandler（）事件處理程序來(lái)注冊(cè)事件的監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)指定的事件發(fā)生時(shí)，函數(shù)將被調(diào)用；

（3）控件集：根據(jù)開(kāi)發(fā)者需求利用默認(rèn)控件和添加控件實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖的操作。

4 功能實(shí)現(xiàn)

4.1 注冊(cè)API密鑰

我們要想利用Google Maps API功能，首先需要注冊(cè)以獲取API密鑰，注冊(cè)時(shí)需要提供網(wǎng)站的URL，每一個(gè)不同的URL都必須申請(qǐng)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的API密鑰。當(dāng)申請(qǐng)到API密鑰之后，在相應(yīng)的Java Script腳本語(yǔ)句中添加自己的密鑰，就可以將Google Maps嵌入到網(wǎng)頁(yè)中，便可對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)拓展。

4.2 初始化地圖

本文主要以威海港及周邊港口作為研究對(duì)象，因此需要將地圖進(jìn)行定位并縮放，以便能夠較清楚顯示區(qū)域信息，所以將烕海港定位為地圖中心點(diǎn)：既可以采用地理位置名稱(chēng)（烕海港）進(jìn)行定位也可以采用該地理位置的經(jīng)緯度（37.442768，122.19937）進(jìn)行定位，本文采用經(jīng)緯度進(jìn)行定位。地圖縮放等級(jí)選擇為5-8，選擇標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)縮放比例下會(huì)看到的大致細(xì)節(jié)級(jí)別為：1：世界；5：大陸/洲；10：城市；15：街道；20：建筑物。本文選為8。效果如圖3所示。

初始化地圖對(duì)象：

4.3 添加應(yīng)用程序

成功創(chuàng)建一副地圖后，若想要實(shí)現(xiàn)不同功能，需要在地圖上添加一些控件，也可以創(chuàng)建自己的控件以處理與用戶(hù)的交互操作，如路線導(dǎo)航功能需要選擇不同港口，通過(guò)“onChangeHandler”事件，調(diào)用directionsService.route功能，計(jì)算所選設(shè)備庫(kù)所在港口到溢油應(yīng)急點(diǎn)之間的行程導(dǎo)航時(shí)間與距離：

4.4 顯示選擇窗口

港口發(fā)生溢油事故時(shí)可從不同應(yīng)急設(shè)備庫(kù)調(diào)集應(yīng)急物資，因此需要在地圖上方浮動(dòng)選擇窗口，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊選擇，后臺(tái)程序通過(guò)監(jiān)聽(tīng)器調(diào)用路徑計(jì)算程序，從而在頁(yè)面顯示相應(yīng)信息提示框，表示相應(yīng)的時(shí)間、距離、路線信息。

溢油應(yīng)急點(diǎn)選擇、周邊溢油設(shè)備港口選擇及信息顯示框如圖4所示。

整體效果如圖5。

假如溢油港口為威海港，想從周?chē)劭谡{(diào)集應(yīng)急設(shè)備，為保證及時(shí)處理溢油污染，需要權(quán)衡各設(shè)備庫(kù)到溢油港口距離及時(shí)間問(wèn)題，為溢油事故的處理提供及時(shí)有效的基礎(chǔ)保障。圖4為從石島港調(diào)集溢油應(yīng)急設(shè)備時(shí)，此段行程具體路線、時(shí)間及距離。

5 總結(jié)

基于Google Maps實(shí)時(shí)顯示溢油點(diǎn)與周?chē){(diào)集的應(yīng)急設(shè)備行程狀況，利用Google Maps對(duì)溢油點(diǎn)到各應(yīng)急設(shè)備庫(kù)的行程進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并能自動(dòng)計(jì)算調(diào)集應(yīng)急設(shè)備所能到達(dá)的時(shí)間及距離，為溢油事故的處理提供及時(shí)有效的基礎(chǔ)保障。該系統(tǒng)與基于GIS的應(yīng)急設(shè)備庫(kù)智能管理系統(tǒng)相結(jié)合，能為溢油應(yīng)急決策提供有效的支持和保障。

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